СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБКЛАДКИ КОНДЕНСАТОРА ИЗ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ Советский патент 1996 года по МПК H01L21/308 

Изобретение относится к электронной технике, преимущественно к изготовлению полупроводниковых схем памяти высокой степени интеграции на МДП-транзисторах.

Целью изобретения является увеличение эффективной поверхности обкладки без увеличения ее размеров в плане за счет развития рельефа поверхности.

Нанесение на диэлектрический слой защитного покрытия играет роль стоп- слоя. Поэтому последующие технологические операции по вскрытию во вспомогательном слое контактного окна, созданию безмасочным анизотропным плазменным травлением пристеночных выступов, удалению с поверхности пластины вспомогательного слоя не оказывают существенного влияния на нижележащий диэлектрический слой. Особенно важно наличие стоп- слоя для исключения привносимой дефектности в процессе безмасочного анизотропного плазменного травления дополнительного слоя поликристаллического кремния, нанесенного на рельефную поверхность, образованную вскрытыми во вспомогательном слое контактными окнами с вертикальными стенками.

Нанесение на поверхность подложки вспомогательного слоя и вскрытие в нем контактного окна с вертикальными стенками обеспечивает создание ступенчатого рельефа, на который осаждают дополнительный слой поликристаллического кремния, толщина которого у вертикальной стенки контактного окна значительно превышает толщину слоя на горизонтальных участках пластины. Последующее безмасочное анизотропное плазменное травление позволяет удалить дополнительный слой поликристаллического кремния с горизонтальных участков поверхности, таким образом на поверхности обкладки в контактном окне во вспомогательном слое создать пристеночные выступы из поликристаллического кремния, имеющие электрический контакт с поверхностью обкладки конденсатора. Последующее удаление с поверхности пластины вспомогательного слоя обнажает рисунок обкладки конденсатора со сформированным на ней трехмерным рельефом.

Таким образом, удается увеличить эффективную поверхность обкладки без увеличения ее размеров в плане.

Изобретение поясняется фиг.1-5.

На фиг. 1 изображена полупроводниковая подложка 1 после создания на ее поверхности диэлектрического слоя 2, нанесения защитного покрытия 3, формирования в защитном покрытии и диэлектрическом слое контактного окна 4, осаждения слоя поликристаллического кремния 5 и формирования обкладки травлением осажденного слоя через фоторезистивную маску. На фиг.2 изображена полупроводниковая подложка 1 после нанесения на поверхность подложки вспомогательного слоя 6 и вскрытия в нем контактного окна 7 с вертикальными стенками к обкладке. На фиг.3 изображена пластина 1 после осаждения дополнительного слоя поликристаллического кремния 8. На фиг.4 изображена пластина 1 после создания на поверхности обкладки в контактном окне во вспомогательном слое безмасочным анизотропным плазменным травлением дополнительного слоя поликристаллического кремния пристеночных выступов 9. На фиг.5 изображена пластина 1 после удаления с поверхности пластины вспомогательного слоя.

П р и м е р. На полупроводниковой подложке (1 фиг.1) КДБ12 (100) со сформированной активной структурой ДОЗУ информационной емкости 256 к и созданным на ее поверхности диэлектрическим слоем (2 фиг.1) двуокиси кремния толщиной 0,3±0,03 мкм, нанесли защитное покрытие (3 фиг.1), состоящее из Si₃N₄ толщиной 20-50 нм и двуокиси кремния толщиной 20-50 нм. Затем с помощью проекционной фотолитографии в нанесенных слоях сформировали контактное окно (4 фиг.1) к стоковой области МДП-транзистора. После этого методом LPCVD на поверхность пластины осадили слой поликристаллического кремния (5 фиг.1) толщиной 0,1±0,01 мкм легированного фосфором в процессе роста и травлением через фоторезистивную маску осажденного слоя на установке "Лада-35" в плазмообразующей смеси гексафторида серы и кислорода при рабочем давлении 8 Па и плотности мощности на обрабатываемой поверхности 0,2 Вт/см², сформировали обкладку конденсатора (фиг. 1). На поверхность подложки нанесли вспомогательный слой (6 фиг.2) из диоксида кремния толщиной 0,4±0,04 мкм и методом проекционной фотолитографии в нанесенном слое вскрыли контактное окно (7 фиг.1) с вертикальными стенками к обкладке. После этого на поверхность пластины осадили дополнительный слой поликристаллического кремния (8 фиг.3) в тех же условиях и с той же толщиной, что и для обкладки конденсатора, а затем в контактном окне во вспомогательном слое безмасочным анизотропным плазменным травлением дополнительного слоя на установке "Лада-35" в плазмообразующей смеси гексафторида серы и кислорода при рабочем давлении 8 Па и плотности мощности 0,2 Вт/см² создали пристеночные выступы (9 фиг.4). Вспомогательный слой с поверхности пластины химическим травлением в травителе для диоксида кремния (фиг.5).

Изготовленную обкладку использовали для создания накопительного конденсатора ДОЗУ 256 к. Для этого на обкладке создали конденсаторный диэлектрик на основе нитрида кремния и верхнюю обкладку конденсатора из легированного поликристаллического кремния толщиной 0,4±0,04 мкм. Эффективность заявляемого технического решения оценили по увеличению удельной емкости конденсатора. Емкость конденсатора измеряли C-V методом на измерителе 4061А.

Удельная емкость накопительного конденсатора, обкладка которого формировалась по предлагаемому изобретению, возросла в 1,6 раз по сравнению с удельной емкостью конденсатора, обкладка которого формировалась по способу-прототипу, что свидетельствует об увеличении эффективной поверхности обкладок.

Использование предлагаемого изобретения позволит на 30% и более уменьшить площадь ячейки и, следовательно, размер кристалла, что обусловлено развитым рельефом поверхности обкладки конденсатора.

Использование: микроэлектроника, изготовление полупроводниковых схем памяти на МДП-танзисторах. Цель изобретения - увеличение эффективности поверхности обкладки без увеличения ее размеров в плане за счет развития рельефа поверхности. Сущность изобретения: для создания обкладки конденсатора из поликристаллического кремния на поверхности полупроводниковой подложки создают диэлектрический слой, наносят защитное покрытие, формируют в защитном покрытии и диэлектрическом слое контактное окно к подложке, осаждают слой поликристаллического кремния, формируют обкладку травлением осажденного слоя через фоторезистивную маску, наносят вспомогательный слой, вскрывают в нем контактное окно с вертикальными стенками к обкладке, после этого осаждают дополнительный слой поликристаллического кремния, затем на поверхности обкладки в контактном окне во вспомогательном слое безмасочным анизотропным плазменным травлением дополнительного слоя создают пристеночные выступы и удаляют с поверхности пластины вспомогательный слой. 5 ил.

Способ изготовления обкладки конденсатора из поликристаллического кремния, включающий создание на поверхности полупроводниковой подложки диэлектрического слоя, формирование в диэлектрическом слое контактного окна к поверхности подложки, осаждение слоя поликристаллического кремния, формирование обкладки травлением осажденного слоя через фоторезистивную маску, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективной поверхности обкладки за счет развития рельефа, после создания диэлектрического слоя на его поверхность наносят защитное покрытие, контактное окно к подложке формируют в защитном покрытии и диэлектрическом слое, а после формирования обкладки травлением осажденного слоя через фоторезистивную маску на поверхность наносят вспомогательный слой, вскрывают в нем контактное окно с вертикальными стенками к обкладке, после этого осаждают дополнительный слой поликристаллического кремния, затем на поверхности обкладки в контактном окне во вспомогательном слое безмасочным анизотропным плазменным травлением дополнительного слоя создают пристеночные выступы и удаляют с поверхности пластины вспомогательный слой.